采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (5): 911-920.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2021.0233

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大采高工作面采场围岩结构力学分析及其工程应用

倪先杰 ,  李迎富   

  1. 1.安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室 , 安徽   淮南   232001; 2.中煤新集能源股份有限公司板集矿 , 安徽   淮南   232000
  • 出版日期:2022-09-15 发布日期:2022-11-16
  • 通讯作者: 悦先杰 E-mai1: 109389308@qq.com Te1: 18655495599
  • 作者简介:悦先杰( 1981— ) ,男 ,安徽省淮北市人 ,高级工程师 ,从事采矿工程、一通三防、矿井基建等方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(51574005 ,51574007)

Mechanical analysis and engineering application of surrounding rock in large mining height working face

  • Online:2022-09-15 Published:2022-11-16

摘要: 综合考虑顶底板岩层破断以及硬岩层与软岩层的耦合作用 "构建采场围岩" 椭圆应力拱" 结 构力学模型 "研究"椭圆应力拱"周边切向应力与轴长、轴比、极角等参数之间的关系 "分析" 椭圆应 力拱" 、悬臂梁、较接岩梁三者之间相互作用机制。研究认为:" 椭圆应力拱" 承载了采场围岩大部 分载荷 "前、后拱脚随工作面开采向前移动:采场围岩重新分布应力 "在拱顶和拱底附近区域 "形成 拉应力 "使岩层产生"主动破断" "并挤压其运动方向上的岩层:在远离拱顶和拱底区域 "形成压应 力 " 夹持尚未破断的岩层 。在岩层自重载荷、"主动破断"岩层的挤压载荷 " 以及应力拱周边压应力 的夹持作用下 "岩层沿拱迹线"被动破断":" 椭圆应力拱" 内尚未破断的硬岩层形成" 悬臂梁" "硬 岩层破断后形成"较接岩梁" "软岩层破断后以载荷的形式作用于其下部的岩层上 " 工作面支架和 煤壁承受了顶、底板"悬臂梁" " 较接岩梁" 传递来的岩层载荷 "" 悬臂梁" 的被动破断及" 较接岩 梁"失稳直接影响到工作面支架及煤壁的稳定性。 基于此 "编程计算工作面开采过程中" 椭圆应力 拱"的轴长、圆心 坐标、拱脚位置等位置参数 "确定大采高工作面顶、底板岩层裂隙发育深度 " 为 大 采高工作面防突水提供一些理论参考。

关键词: 采场围岩结构 ,  , 岩层移动 ,  , 硬岩层 ,  ,  , 悬臂梁 ,  ,  , 较接岩梁 ,  , 裂隙发育深度

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